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使用资源分配的水下光无线传感器网络
摘要: 光无线通信是实现高速、高安全性无线连接的一种节能且具成本效益的解决方案。本文提出一种采用多输入多输出技术及功率分配算法的水下光无线传感器网络,用于支持多用户并应对水下信道不确定性干扰的影响。在所提功率分配算法中,所有LED节点由中央控制器协调控制;每个LED节点覆盖其视场范围内的所有用户。通过光码分多址实现用户分离,采用循环光正交码作为CDMA码。接收端为每个用户专门设计最小均方误差(MMSE)滤波器,通过联合优化MMSE滤波器与分配功率来提升整体吞吐量和信噪比。由于系统性能可能受水下信道不确定性影响,该功率分配方案可利用预测的信道不确定性方差来降低信道不确定性的干扰并改善信噪比。与等功率分配算法相比,本算法能支持更远传输距离、更高比特率及更低误码率。
关键词: 多址干扰、水下通信、无线传感器网络、信道不确定性、MIMO系统、码分多址、光无线通信、资源分配
更新于2025-09-23 15:23:52
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重定向协作混合FSO/mmW 5G前传网络的联合最优收发器部署与资源分配方案
摘要: 为满足5G移动网络需求,本文引入了一种名为集中式无线接入网(C-RAN)架构的创新方案。该架构中,前传网络必须具备高容量、高可用性和低延迟特性,以实现远程射频头(RRH)与基带处理单元间的大流量数据传输。针对重定向协作混合自由空间光通信(FSO)/毫米波(mmW)前传网络,本文提出两种联合收发器部署与资源分配方案,旨在获取最优的FSO/mmW收发器部署方案,从而在不同天气条件下优化重定向协作混合FSO/mmW前传网络的可靠性、平均发射功率、平均误码率(BER)及链路中断数量。该方案被构建为多目标双层整数线性规划问题,并通过穷举搜索法求解最优解。数值结果表明:实施最优部署方案可提升网络可靠性、平均发射功率及平均误码率,尤其在低能见度和/或高降雨率条件下改善显著。
关键词: C-RAN(集中式无线接入网)、FSO(自由空间光通信)、5G(第五代移动通信)、mmW(毫米波)、最优收发器部署、RRH(远程射频头)、资源分配、BBU(基带单元)
更新于2025-09-23 15:22:29
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毫米波飞蜂窝网络中的基于簇的资源分配与用户关联
摘要: 在毫米波(mmW)密集毫微微网络中,主要挑战在于克服信道性能损耗并管理同频干扰。前者源于毫米波对路径损耗和阴影效应的敏感性,后者则由网络密度导致。我们通过专为毫米波环境设计的聚类方法应对这两大挑战:基于视距连接最优原则对毫微微接入点(FAP)与毫微微用户(FU)进行聚类,利用演绎惩罚函数将该二元优化问题转化为连续问题,并通过双凸函数(D.C.)规划求解。相比主流聚类方法,本算法实现了更高数据速率。我们还提出一种簇内FU-FAP分配技术,在保证近最优性能的同时具备多项式时间复杂度。针对功率与子信道分配的混合整数非线性规划问题,采用D.C.规划求解——不同于传统演绎惩罚项方法,我们以乘法形式对目标函数施加惩罚,使惩罚项同时关联约束违反程度与目标函数值。该方案较演绎惩罚项方法实现了约10%的数据速率提升。
关键词: 直流规划、资源分配、乘法惩罚函数、用户关联、聚类、毫米波、毫微微蜂窝
更新于2025-09-23 15:21:21
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019年6月16日-2019年6月21日)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 动态阴影对cSi光伏组件及新型应用系统的影响
摘要: 随着下一代移动网络中小蜂窝的密集部署,不同层级的用户面临严重的下行链路干扰。本文提出一种博弈论方法用于异构网络中的同层与跨层协作,并分析该方案的相关性。首先,我们提出一个以加权欧文值为分配方案的联盟结构博弈,其中小蜂窝基站(SBS)及其连接的宏蜂窝用户设备(MUE)形成先验联盟。我们证明该框架能优化用户收益,同时作为额外全局效益,SBS被激励托管其附近受影响的公共用户。其次,当SBS与MUE无法连接邻近SBS时,我们提出以加权团结值为分配方案的规范博弈来实现它们之间的合作。我们证明该方案?;ち巳跏撇斡胝?,并提供了高度公平性。通过大量仿真,我们将所提框架与现有最先进的资源分配方案、接入模式及传统博弈论方法进行比较,结果表明该框架在吞吐量和公平性方面为MUE和小蜂窝用户设备带来最优性能——两类用户的吞吐量增益达40%,甚至部分高达50%。
关键词: 博弈论、干扰抑制、资源分配、异构网络、合作博弈、小型蜂窝
更新于2025-09-23 15:21:01
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC)- 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC)- 现场光伏组件的焊料键合退化:金属间化合物生长的气候依赖性
摘要: 针对多对大规模MIMO放大转发中继系统中的能效资源分配问题展开研究,该系统中专用中继协助多台单天线用户设备(UE)进行成对信息交换。通过大系统分析和随机矩阵理论对系统能效(EE)进行理论推导,该分析结果对中等天线数量的系统具有优异的近似性,并由此衍生出多种高效算法——这些算法基于不同的信道状态信息(CSI)认知,通过调度最优中继天线数量、UE配对数量及相应中继发射功率来实现系统能效最大化。与传统资源分配方案相比,所提算法避免了复杂的矩阵运算和小规模衰落的瞬时CSI,因而具有计算高效、CSI开销低的特性。该优化框架不仅揭示了系统最优配置方案,更为多对大规模MIMO中继系统实现能效导向的资源分配提供了有效途径。
关键词: 节能、资源分配、低复杂度、大规模MIMO中继
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于非线性能量收集模型的SWIPT使能设备间通信中的资源与功率分配
摘要: 由于移动设备电池容量有限,同时无线信息与能量传输(SWIPT)作为一种通过使移动设备从环境射频(RF)信号中获取能量来提高物联网(IoT)网络(即设备到设备(D2D)网络)能效(EE)的极具前景的解决方案被提出。然而,现有SWIPT相关研究大多忽略了RF能量收集器的非线性特性。本文基于非线性能量收集(EH)模型,通过优化资源和功率分配,旨在最大化蜂窝网络下D2D链路的总EE。为此,我们首先提出一种预匹配算法,将D2D链路划分为支持SWIPT的组和不满足EH电路灵敏度的非EH组。随后开发双层迭代算法,联合优化D2D发射功率和功率分割比,以最大化每个支持SWIPT的D2D链路的EE。在此基础上,为支持SWIPT的D2D链路和蜂窝用户设备(CUE)构建偏好列表,并提出一对一约束稳定匹配算法,通过优化D2D链路与CUE之间的频谱资源共享来最大化所有支持SWIPT的D2D链路的总EE。通过迭代功率控制算法和一对一稳定匹配算法最大化非EH D2D链路的总EE。仿真结果表明,相较于现有的支持SWIPT的D2D网络能效资源分配匹配方案,所提算法能实现更高的总EE。
关键词: 设备到设备、底层网络、能量收集、功率控制、资源分配、同时无线信息与能量传输(SWIPT)、能效、匹配理论
更新于2025-09-23 15:21:01
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[IEEE 2019年第三届多学科研究与创新技术国际研讨会(ISMSIT) - 土耳其安卡拉 (2019.10.11-2019.10.13)] 2019年第三届多学科研究与创新技术国际研讨会(ISMSIT) - 空间应用中的聚光光伏太阳能研究
摘要: 本文研究了一种宏蜂窝与低功率节点(LPN)联合部署的网络。但这两类基站的发射功率、覆盖范围及部署密度存在显著差异,这种差异会导致负载分配不公以及微蜂窝用户设备(UE)吞吐量降低。小区范围扩展(CRE)技术是解决该问题的有效方案。尽管CRE已被广泛证明其有效性,但若小区偏置设置不当可能降低网络容量——实际上会在扩展区域小区(ERC)UE处产生严重跨小区干扰,导致其吞吐量恶化。为此我们提出下行链路协同小区范围扩展移动管理策略(CCREMM),通过解析计算微蜂窝与宏蜂窝的联合最优偏置值。该策略通过考虑ERC-UE的最大可容忍干扰来缓解其干扰问题,并通过引入附加参数实现负载均衡与UE服务质量保障。研究表明:结合最大吞吐量调度技术的本策略能提升小区负载均衡性、公平性,并使UE吞吐量提高50%-90%,这些性能指标均优于现有文献提出的其他方案。
关键词: 异构网络、负载均衡、服务质量、资源分配、移动性管理
更新于2025-09-23 15:19:57
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μ子g-2激光校准系统的数据采集与控制系统的设计与性能
摘要: 充分利用异构网络和云接入无线接入网络的优势,本文提出异构云无线接入网络(H-CRANs)以提升频谱效率和能量效率。其中远程射频头(RRHs)主要用于为具有高服务质量(QoS)要求的用户提供高速数据传输,而高功率节点(HPN)则用于保障无缝覆盖并服务低QoS要求的用户。为缓解层间干扰并改善H-CRANs的能量效率(EE)性能,本文研究了用户与RRH/HPN的关联特性,并对传统软分数频率复用(S-FFR)进行增强?;赗RH/HPN关联约束及增强型S-FFR,针对基于正交频分多址的H-CRANs建立了包含资源分配与功率分配的能效优化问题,该问题呈现非凸目标函数形式。为处理非凸性,将其转化为等效凸可行性问题,并通过拉格朗日对偶分解法推导出联合分配资源块与发射功率的能效资源分配闭式解。仿真结果表明,该H-CRAN架构及相应资源分配方案能显著提升能量效率。
关键词: 第五代(5G)、绿色通信、分数频率复用(FFR)、资源分配、异构云无线接入网络(H-CRAN)
更新于2025-09-23 15:19:57
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[IEEE 2018年亚洲通信与光子学会议(ACP) - 中国杭州 (2018.10.26-2018.10.29)] 2018年亚洲通信与光子学会议(ACP) - 基于递归神经网络的5G前传网络中远端射频头到基带单元的资源分配
摘要: 提出了一种基于递归神经网络的C-RAN中BBU池资源分配方案。仿真结果表明,与传统网络相比,该方案在获得更高总吞吐量的同时实现了更低的功耗和阻塞率。
关键词: 资源分配,5G前传网络,递归神经网络,C-RAN
更新于2025-09-23 04:14:44
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[2019年IEEE第八届先进光电子与激光国际会议(CAOL) - 保加利亚索佐波尔(2019.9.6-2019.9.8)] 2019年IEEE第八届先进光电子与激光国际会议(CAOL) - 宽孔径激光器模式选择的多层介质结构
摘要: 随着下一代移动网络中小蜂窝的密集部署,不同层级的用户面临严重的下行链路干扰。本文提出一种博弈论方法,用于异构网络中的同层与跨层协同合作,并分析所提方案的相关性。首先,我们构建以加权欧文值为分配方式的联盟结构博弈,其中小蜂窝基站(SBS)与其连接的宏蜂窝用户设备(MUE)形成先验联盟。证明该框架能优化用户收益,同时作为附加全局效益,激励SBS为周边受损公共用户提供服务。其次,当SBS与MUE无法连接邻近基站时,我们提出以加权团结值为分配方式的规范博弈,实现二者协作。证明该方案能?;と跏撇斡胝?,并提供高度公平性。通过大量仿真将所提框架与前沿资源分配方案、接入模式及传统博弈论方法对比,结果表明:在吞吐量与公平性方面,该框架为MUE和小蜂窝用户设备带来最优性能——两类用户的吞吐量增益达40%,部分情况下甚至超过50%。
关键词: 博弈论、干扰抑制、资源分配、异构网络、合作博弈、小型蜂窝
更新于2025-09-19 17:13:59